انقسام الخلية

1. محاضرة 2 انقسام الخلية من الضروري لحدوث النمو والتكاثر فى الكائنات الحية ان تكون لخلاياها كلها او بعضها القدرة علي الانقسام (هو عملية حيوية تحفظ الأنواع من الانقراض ، وتؤمن للحياة الزيادة العددية اللازمة للتوازن مع الوسط الذي تعيش فيه ) تنتقل المعلومات الوراثية من الخلايا المنقسمة الى الخلايا البنوية الناتجة من الانقسام. انواع الانقسام : 1- انقسام مباشر : يحدث في الكائنات وحيدة الخلية.تكاثر لاجنسي 2-انقسام غير مباشر: في الخلايا الجسدية في الإنسان والخلايا المرستيمية(الإنشائية ) في النبات. 3-الانقسام الاختزالي:يحدث في الخلايا التناسلية للكائنات الحية تكاثر جنسي

2. 1- انقسام مباشر : يحدث في الكائنات وحيدة الخلية. تكاثر لاجنسيحيث تنقسم النواة انقسام غير مباشر ثم تنشطر الخلية إلى خليتين ليصبح كل منهما فرداً جديداً إما عرضياً كما في البدائيات كالبكتيريا والطلائعيات كالبراميسيوم أو طولياً كما في اليوجلينا و الخميرة.

3. 2-انقسام غير مباشر وتكمن أهمية الانقسام غير المباشر في أنه يساهم في نمو الكائنات الحية وتعويض أنسجتها التالفة، كما يساهم في نقل الجينات الموجودة على الكروموسومات من الخلية الأصلية إلى الخليتين الجديدتين. وبالطبع فإن الانقسام الغير المباشر يختلف في الخلية النباتية عنه في الخلية الحيوانية، فالخلية النباتية لا تحتوي على جسم مركزي (حيث يلعب الجسم المركزي دوراً في انقسام الخلية الحيوانية،حيث ينقسم إلى قسمين، و يهاجر كل قسم إلى أحد قطبي الخلية. و يبدأ في هذا الدور تكثف خيوط سيتوبلازمية بين الجسمين المركزين و تبدو هذه الخيوط بالمغزل)، كما أنه لا يحدث اختناق في الخلية النباتية إنما تشكل انتفاخات غشائية من جهاز جولجي على الخط الاستوائي للخلية و تمتد هذه الانتفاخات حتى تشكل حاجزاً يسمى بالصحيفة الوسطى يقسم الخلية إلى خليتين.

4. أدوار الانقسام غير المباشر: الدور التمهيدي: تتميز الكروموسومات في هذا الدور ، و تكون على شكل خيوط طويلة و رفيعة، و يظهر كل كروموسوم مكونا من جزءين، و يدعى كل جزء كروماتيداً و يرتبط الكروماتيدان مع بعضهما في نقطة تسمى بالسنترومير، و يلتفان حول بعضهما البعض. الدور الاستوائي: يكتمل في هذا الدور تشكل المغزل. و تتميز الكروموسومات في هذا الدور و يصبح من السهل عدها و تحديدها. الدور الانفصالي: ينقسم السنترومير في هذا الدور، و يبتعد الكروماتيدان في كل كروموسوم عن بعضهما، ويتجه كل كروماتيد نحو القطبين. و بذلك يصبح عند كل قطب من قطبي الخلية مجموعتان متشابهتان من الكروموتيدات، والتي يمكن تسميتها الآن بالكروموسومات. الدور النهائي: تبدو مجموعة الكروموسومات في كل قطب طويلة و رفيعة، و تظهر النوية و الغشاء لنووي.

5. يشبه الانقسام الغير مباشر عند الخليتين الحيوانية و النباتية مع وجود اختلافين رئيسين :-وجود نجيمتين تنتجان عن تضاعف الجسيم المركزي(عضي خلوي يتواجد بسيتوبلازم الخلية الحيوانية) تكونان الألياف القطبية للمغزل اللالوني.-تكون شق استوائي يسمى الاختناق الاستوائي يفصل بين الخليتين البنتين.الفرق بين الخلية النباتية والحيوانية في الانقسام غير المباشر : 1- يتم في الخلية النباتية تكوين الصفيحة الوسطى .2- تنشأ الخيوط المغزلية في الخلايا النباتية من القطبين ، بينما في الخلايا الحيوانية من الجسم المركزي

6. أ- عوامل أخرى تسبب الانقسام الخلوي:           - مواد القيت، هرمونات ( جنسية، درقية، هرمون النمو)، عوامل سيتوبلاسمية.  ب – أهمية الانقسام الغير مباشر:           - بالنسبة للمضغة: تكاثر الخلايا لبناء أعضاء الجسم           - بالنسبة للبالغ: تعويض الخلايا الميتة ، التئام الجروح ، تكاثر الخلايا الجنسية...

7. وجدير بالملاحظة هنا انه في الانقسام الميتوزى ينشق كل كروموسوم الى كروموسومين متساويين متماثلين تماما. ولما كان كل كروموسوم يحمل عددا معينا من العوامل الوراثية او الجينات, فإن الكروموسومين الناتجين بمثابة نسختين مطابقتين تماما لبعضهما البعض وللكروموسوم الاصلى من حيث ما يحملانه من جنيات. • ويتوقف معدل حدوث الانقسام الميتوزي على حالة الخلايا, فيكثر بدرجة ملحوظة في الخلايا الجنينية وفي حالة تعويض الانسجة التالفة وفي الخلايا السرطانية.... • والمدة التي يستغرقها الانقسام الميتوزي ثابتة تقريبا بالنسبة لكل نوع من الخلايا, فمثلا يستغرق هذا الانقسام 9 دقائق في خلايا ذبابة الفاكهة, بينما يستغرق 100-300 دقيقة في خلايا جنين الكتكوت. • وكذلك تختلف الخلايا الجسمية في الحيوانات البالغة فيما بينها بالنسبة لقابليتها للانقسام الميتوزى. • ويمكن تصنيف الخلايا بالنسبة لهذه القابلية في 3 انواع كما يلي: • * خلايا تنقسم بصورة مستمرة طوال حياة الكائن, مثل خلايا طبقة ملبيجى في بشرة الجلد. • * خلايا تتوقف عن الانقسام عندما يبلغ الكائن مرحلة البلوغ, مثل الخلايا الكبدية, ولكنها قد تستعيد قدرتها على الانقسام تحت ظروف معينة, كما في حالة استئصال قطعة من الكبد. • * خلايا فقدت قدرتها على النقسام بصورة كاملة ولا يمكن لها استعادتها تحت اي ظرف من الظروف, كالخلايا العصبية.

8. الانقسام الاختزالي: يحدث الانقسام الاختزالي في الخلايا التناسلية للكئنات الحية و التي تعرف أيضاً بالجاميتات (gamets)و يختلف هذه النوع من الانقسام بأنه خلاله يختزل عدد الكرموسومات إلى النصف. و تكمن أهمية الانقسام الاختزالي بأنه ضرورياً للحفاظ على الكائنات الحية التي تتكاثر جنسياً، كما انه بواسطة الاختزال يحافظ على ثبات عدد الكروموسومات ، و يساعد في تنوع صفات الكائنات الحية لنفس السلالة. في الحيوان يحدث الانقسام الاختزالي في الخصية للذكر لتكوين الحيوانات منوية، و في الاناث في المبيض لتكوين البويضات . أما في النبات فيحدث في المتك لتكوين حبوب اللقاح، و المبيض لتكوين البويضات.

9. وهو انقسام ذو طبيعة خاصة يتضمن انقسام الكروموسومات مرة واحدة بينما تنقسم النواة مرتين. ويختلف هذا الانقسام عن الانقسام الميتوزى في ان كل خلية ناتجة عنه تحتوى على نصف العدد المزدوج للكروموسومات, اي مجموعة فردية واحدة, ومن ثم يعرف ايضا بالانقسام الاختزالي reduction division . ويشتمل الانقسام الميوزى في الواقع, على انقسامين متتاليين يشار اليهما بالانقسام الميوزي الاول والانقسام الميوزي الثاني. هذا الانقسام شبيه الى حد كبير بالانقسام الميتوزي ولكن المرحلة التمهيدية فيه اكثر تعقيدا.

10. الأنقسام الاختزالي الأول: (I) First Meiotic Division • أ) الطور التمهيدي الأول: Prophase I • في بداية هذا الطور تحتوي نواة الخلية على عدد ثنائي من الكروموسومات وتحتوي على مجموعتين متماثلتين من الكروموسومات فتتجمع الكروموسومات المتماثلة في أزواج ثم تتنافر وتقصر وتزداد في السمك. وفي نهاية الطور تتلاشى النوية والغلاف النووي. ويقسم هذا الطور إلى خمس مراحل: • 1- المرحلة القلادية: Leptotene • تظهر الكروموسومات كخيوط طويلة ورفيعة وتظهر انتفاخات حبيبية مختلفة الحجم تقبل الصبغات بشدة تعرف بالكروموميرات Chromomeres. • 2- المرحلة التزاوجية: Zygotene • تقترب الكروموسومات المتماثلة من بعضها ويلتصق كل زوج منها في عدة مواضع متماثلة على طول الكروموسومين. • 3- المرحلة الضامة: Pachytene • ينشق كل كروموسوم طوليا الى كروماتيدين يلتقيان معا في منطقة السنترومير, كما يلتف كل كروموسوم مع الكروموسوم المماثل له وبذلك تكون الكروماتيدات موجودة في مجاميع رباعية. وفي نهاية المرحلة يبدأ كل كروموسوم في الابتعاد عن مثيله.

11. الأنقسام الاختزالي الأول: (I) First Meiotic Division • 4- المرحلة الانفراجية: Diplotene • عند ابتعاد كل كروموسوم عن مثيله لا ينفصل عنه تماما وذلك لأن الكروماتيدات الداخلية تكون متصلة بمنطقة الكيازما ( وقد يكون الاتصال في أكثر من كيازما), وعند زيادة ابتعاد كروموسومي كل زوج يحدث كسر في مواضع الاتصال يعقبه التحام ( عملية العبور الوراثي). • 5- المرحلة التشتتية:Diakinesis • يصل التنافر بين كل كروموسومين متماثلين ذروته. وتقصر الكروموسومات وتزداد في السمك وتختفي النوية والغلاف النووي.

12. ب) الطور الاستوائي الأول: Metaphase I • يتكون القطبين وخيوط المغزل ثم تتحرك الكروموسومات وتصطف عند خط استواء الخلية وتتصل السنروميرات بخيوط المغزل وتتجاور الكروموسومات المتماثلة في أزواج. • ج) الطور الانفصالي الأول: Anaphase I • يتجه كروموسوم من كل زوج نحو أحد أقطاب المغزل وبذلك يجتمع عند كل قطب نصف عدد الكروموسومات الموجودة في الخلية الأم. • د) الطور النهائي الأول: Telophase I • يختفي المغزل وترفع وتستطيل الكروموسومات وتظهر النوية وتتشابك الكروموسومات مكونة الشبكة الكروماتينية ويتكون الغلاف النووي. وبذلك تحتوي الخلية الناتجة على نواتين أحاديتي العدد الكروموسومي كما يتكون الجدار الفاصل بين النواتين. وفي كثير من الأحيان لا يتكون هذا الجدار. بل تواصل كلا النواتين الانقسام الاختزالي الثاني لتكوين أربع جاميتات بالخلية ثم تتكون الجدر الفاصلة بينهم.

13. الانقسام الأختزالي الثاني: Second Meiotic Division (II) • جميع خطوات هذا الانقسام تشبه خطوات الانقسام الغير مباشر إلا أنها تتم في خلايا ذات عدد أحادي من الكروموسومات وخطواتها كالتالي: • أ) الطور التمهيدي الثاني Prophase II • ب) الطور الاستوائي الثاني Metaphase II • ج) الطور الانفصالي الثاني Anaphase II • د) الطور النهائي الثانيTelophase II • وبذلك ينتج عن الانقسام الاختزالي 4 خلايا أحادية العدد الكروموسومي وذلك من انقسام الخلية الأم ذات العدد الثنائي من الكروموسومات.

14. واثناء عملية الاخصاب يتحد الحيوان المنوي والبويضة معا ليكونا الزيجوت الذي يحتوي على العدد المزدوج من الكروموسومات( 2ن). وهنا تظهر اهمية الانقسام الميوزي فلولا حدوثه لتضاعف عدد الكروموسومات عند كل مرة تحدث فيها عملية الاخصاب. • وهناك اهمية اخرى لهذا الانقسام تظهر في تبادل القطع الكروموسومية بما عليها من جينات وراثية اثناء عملية العبور, وذلك يتيح للزيجوت ان يحصل على مجموعات من العوامل الوراثية من كل من الام والاب معا.

15. علم الوراثة هو العلم الذي يوضح كيفية انتقال الصفات الوراثية في المخلوقات الحية من الآباء إلى الأبناء . أهميته :يوضح أسباب وكيفية حدوث انتقال الصفات الوراثية من جيل إلى أخر . ونتيجة التقدم العلمي ظهر ان الخصائص الوراثية يتم تحديدها وانتقالها بواسطة عوامل اطلق عليها المورثات Genes تحملها الكر وموسوماتويوجد كل عامل منها على مكان خاص على كروم وسوم معين. وهى المسئولة عن صفات الكائن التى تميزه والجينوم يعد مكتبة مرتبة دون قراءة . يتكون الكروموسوم كيميائيا من حمض يسمى الحمض النووى والذى يرمز لة DNA حيث يتكون من عدد هائل من الوحدات الصغيرة مرتبطة فى شكل سلسله وكل جزئ كامل من DNA يتركب من سلسلتين تلتفان كجديلتي حبل لتأخذ شكل اللولب المزدوج والوحدات الأساسية لهذه السلسة هى اربع نيكلوتيدات  تسمى :الادينوزين  Aالسيتوزين Cالثياميدين  Tالجواندين  G

16. الأساس الجزيئي للوراثة: تركيب الكروموسوم : يتركب من الحمض النوويDNAوبروتين. تركيب الجين : يتركب من DNAفقط . تركيب DNA : يتركب من نيوكليوتيد وهي وحدة البناء الأساسية في DNA تركيب النيوكليوتيد :  يتركب من : 1-قواعد نيتروجينية : أدنين A ، وجوانينG ، ثايمينT ،   سايتوسينC ، يوراسيلU. 2- حمض الفوسفوريك. 3- سكر خماسي : رايبوز ،  وديوكسيرايبوز. أنواع الأحماض النووية :

17. الشفرة الوراثية : تعني نظاماً من الرموز يستخدم لحفظ المعلومات المنتقلة من الآباء إلى الأبناء وهذه المعلومات يحملها جزئ DNA (الطراز الجيني) يطلق علي مجموعة الصفات قد تظهر بدرجة متفاوتة على الكائن الحي طرازمظهري. واثناء عملية الاخصاب يتحد الامشاج معا ليكونا الزيجوت الذي يحتوي على العدد المزدوج من الكروموسومات( 2ن). وهنا تظهر اهمية الانقسام الميوزي فلولا حدوثه لتضاعف عدد الكروموسومات عند كل مرة تحدث فيها عملية الاخصاب. • وهناك اهمية اخرى لهذا الانقسام تظهر في تبادل القطع الكروموسومية بما عليها من جينات وراثية اثناء عملية العبور, وذلك يتيح للزيجوت ان يحصل على مجموعات من العوامل الوراثية من كل من الام والاب معا.

18. الوراثة وجريجور مندل اكتشف مندل 1822 -1884قوانين الوراثة وتم نشر أبحاثه في مجلة علمية إقليمية في وطنه( النمسا) فكانت مجهولة لمعظم البيولوجيين حتى عام1902 عندما أعاد كل من دى فريز ( هولندا )  وكورينز ( ألمانيا )  وتشيرماك ( النمسا ) اكتشاف قوانين مندل من جديد .

19. أسباب اختيار مندل لنبات البازلاء: • 1- أن دورة حياتها قصير 2–  يوجد منها عدة أصناف تحمل عدة أزواج من الصفات المتضادة 3.– إزهارها خنثى • تجارب مندل: • 1- قام بزراعة بذور البازلاء ذات أزهار حمراء وأخرى ذات أزهار بيضاء لمدة سنتين 2- ترك الأزهار تتلقح ذاتيا ليضمن نقاء الصفة • 3- أخذ بذور من هذه النباتات وزرعها 4- أجرى تلقيح خلطي بين الأزهار الحمراء والبيضاء • 5- زرع البذور الناتجة فوجد أن النبات يحمل أزهار حمراء 6- زرع بذورها وقام بتلقيح ذاتي فوجد أن النباتات الناتجة تحمل أزهار حمراء وأخرى بيضاء بنسبة 1:3 • قانون إنعزالالصفات : • استنتج مندل أن  صفة الأزهار الحمراء تطغى على صفة الأزهار البيضاء . وقد أسمى الصفة التي تطغى في جميع أفراد الجيل الأول بالصفة السائدة والجين المسؤول عنها بالجين السائد وأسمى الصفة المختفية في الجيل الأول بالصفة المتنحية والجين المسؤول عنها بالجين المتنحي • مبدأ السيادة التامة : • إذا حدث تزاوج بين فردين يحمل كل منهما صفة وراثية نقية مخالفة للصفة التي يحملها الفرد الأخر وظهرت إحدى الصفتين في أفراد الجيل الأول فأن هذه الصفة تكون سائدة . • قانون إنعزالالصفات : • أن كل صفة وراثية تمثل بزوج من الجينات ينعزلان عن بعضهما عند تكوين الأمشاج ويحتوي كل مشيج على جين واحد فقط من هذا الزوج . • تطبيق قانون إنعزالالصفات : • الطراز الجيني: هو تركيب الجينات في الفرد. / وهو مسئول عن تكوين الطراز المظهري. • الطراز المظهري: هي الصفة التي نراها بالعين (كالطول والقصر واللون).

20. مممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممم ممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممممم

21. تجربة قانون مندل الثاني : • 1-    استخدم مندل في هذا القانون أكثر من زوج من الصفات المتضادة ففي هذه التجربة اختار نبات بازلاء له بذور مستديرة الشكل صفراء اللون ونبات بذوره مجعدة الشكل خضراء اللون . • 2-     زرع النباتين وأجري عملية تلقيح خلطي فتكونت نباتات الجيل الأول بذورها مستديرة صفراء هجين ( صفه سائدة ) • 3-     زرع بذور الجيل الأول وأجرى تلقيح ذاتي ونتجت بذور الجيل الثاني فكانت كالتالي:-(9 بذور مستديرة صفراء ، 3 بذور مستديرة خضراء، 3 بذور مجعدة صفراء ، 1 بذرة مجعدة خضراء) • 4-     ماذا استنتج مندل؟ استنتج أن كل زوج من الصفات المتضادة حر ومستقل التوزيع بنسبة 3: 1 فمثلاً نسبة البذور الصفراء إلى الخضراء 12: 4 وهي تعادل 3: 1 • يعرف قانون مندل الثاني باسم ( قانون التوزيع الحر) و نصه كالتالي:- • " إذا تزاوج فردان يختلفان في أكثر من زوج من الصفات المتضادة فإن كل زوج من الجينات الخاصة بهذه الصفات يتوزع توزيعاً حراً ومستقلاً عند تكوين الجاميتات

22. ارتباط الجينات : • فرضية مورجان : لاحظه مورجان أن هناك حالات لا تخضع لقانون التوزيع الحر حيث أن هناك بعض المخلوقات الحية مثل ذبابة الفاكهة جيناتها تسلوك سلوك لا يخضع لقانون التوزيع الحر فنلاحظ أنه إذا حدث تزاوج بين ذكر أسود ضامر الجناحين نقي مع أنثى رمادية طبيعية الأجنحة نقية كان الجيل الأول كله رمادي طبيعي الجناحين هجين . وعند تزاوج أنثى رمادية اللون طبيعية الأجنحة هجينة مع ذكر أسود اللون ضامر الأجنحة كانت النتيجة  أفراد رمادية طبيعية الأجنحة وأفراد سوداء ضامرة الأجنحة أي بنسبة 1:1 وعزى مورجان السبب إلي عملة العبور 

23. العبور يلاحظ ان الارتباط يحد من فرص التنوع في الصفات الوراثية الا انة مقابل ذلك توجد ظاهرة العبور التي تعمل علي زيادة فرص التنوع بين افراد النوع الواحد والانواع المختلفة.لذلك يمك ن تعريف ظاهرة العبور بانها عملية تبادل لقطعتين متمثلتين ومتقابلتين على كروموسومين في اثناء عملية الانقسام الاختزالي للخلايا.

24. الطفرات الوراثية الطفرة: صفة جديدة لم تكن معرفة في النوع من قبل وتظهر نتيجة لتغير مفاجئ في الجين الخاص بهذة الصفة. مما يودي الى تغير الطراز المظهري للفرد او النوع.وقد تورث الصفات الجديدة جيلا بعد جيل. انواع الطفرات: 1-طفرات جسمية. 2- طفرات جرثومية. 3- طفرات زايكوتية. 4-طفرات تلقائية. 5- طفرات مستحدثة.